В мегаполисах будущего пассажир станет пользователем

На пути внедрения беспилотных автомобилей много очень сложных технологических, этических и социальных вопросов. Фото Reuters

Последние 60 лет города строились исключительно для машин, но не для людей: 12-полосные дороги, многоуровневые развязки и парковки, асфальтовое покрытие доминирует над газонами. Строительство новых дорог, станций метро и новых маршрутов городского транспорта не решает проблем с трафиком. Сегодня глобальный тренд – вернуть городскую территорию людям. Но для этого необходимо оптимизировать инфраструктуру, сократить количество личного транспорта, а городской – сделать быстрым, доступным, безопасным и экологичным.

Экология под колесами

Невозможно отрицать прямое влияние транспорта на экологию и глобальное потепление. Сегодня эту проблему нужно поставить на первое место, а все остальное – эффективность, скорость и удобство – решать следом. В Пекине, в одном из самых экологически загрязненных мегаполисов мира, несколько лет назад провели эксперимент, запретив использование автомобилей на две недели. Результаты потрясли: город увидел голубое небо, а индекс качества воздуха улучшился на 90% – показатели загрязнения снизились с отметки 160 до 17 (значения выше 150 считаются опасными для здоровья).

Проблема нынешнего транспорта – устаревшая и грязная технология двигателей внутреннего сгорания (ДВС). Решение Европейского союза о прекращении финансирования проектов, связанных с добычей и переработкой горючих видов топлива, – это знаковое событие. Но для того чтобы показать, насколько электрический транспорт дешевле и эффективнее, нужны непосредственное участие и поддержка государства.

Сегодня в электромобилях используются дорогие литийионные аккумуляторы с ограничением по количеству циклов заряда. Высокая стоимость аккумуляторов пока делает электромобили малодоступными. Но уже есть решения по снижению их стоимости, в частности, использование аккумулятора небольшого размера. Ведутся также исследования и разработка новых видов аккумуляторов на основе комбинации лития и диоксида углерода, который до семи раз эффективнее, чем нынешние литийионные.

Есть уже примеры городов, где успешно реализовано массовое внедрение электрического транспорта и инфраструктуры. Например, небольшой город Данди в Ирландии: в нем функционируют сотни электротакси, огромное количество личного электротранспорта и полноценная инфраструктура электрозаправочных станций.

Большие ставки делаются на водород в качестве топлива. Главный плюс водорода – отсутствие вредных выбросов при его сжигании. Но вот его производство требует серьезных затрат энергии, которая сейчас генерируется с помощью «грязных» технологий. При наличии чистого производства и инфраструктуры этот вид топлива может быть использован во всех основных видах транспорта, от автомобиля до самолета. Водород особенно эффективен для крупного коммерческого транспорта. В Германии уже запустили первый поезд на водороде. На одном баке поезд проезжает около 1000 км со средней скоростью 140 км/ч.

Что касается автомобилей, есть уже несколько серийных автомобилей на этом газе. Они в основном производятся для азиатского рынка. Toyota, например, в 2019 году выпустила четвертую версию модели «Mirai», которая работает на водороде, и пока это – самый продаваемый автомобиль в этой категории.

Помимо загрязнения воздуха вредными выбросами, есть еще два источника загрязнения от транспорта – износ шин и тормозных дисков. В процессе эксплуатации они производят микрочастицы синтетической резины и других вредных компонентов, которые сначала поднимаются в воздух, мы их вдыхаем, затем они оседают в легких. А то, что попало на землю, дождем смывается в канализацию и в конечном итоге оказывается в океане: до 28% микропластика туда попадает именно в результате износа шин.

Электромобили частично решают проблему с тормозными дисками. Конструкция автомобиля позволяет производить торможение двигателем, что снижает нагрузку на тормозные диски на 80% и генерирует электроэнергию, которая возвращается обратно в аккумулятор. А вот с шинами проблема обстоит гораздо серьезнее. В этой сфере ведутся исследования и разработки, тестируются безвредные биоразлагаемые полимеры, но решения проблемы пока нет.

Мечты об инфраструктуре

В будущем идеальный общественный транспорт – это экосистема всех транспортных средств, объединенная одной беспроводной сетью с доступом ко всем видам транспорта через единое приложение. Парковки сократятся до минимума, и освободятся огромные площади городских территорий. Асфальт исчезнет в пользу газонов. При правильно организованной транспортной инфраструктуре нам понадобится только 10% от нынешнего количества транспортных средств, чтобы перемещать то же количество людей.

Соответственно кардинально поменяются принципы транспортного дизайна. Важным фактором также станет радикальное упрощение конструкции автомобиля.

Для сравнения, в двигателе внутреннего сгорания больше 1000 деталей, в электродвигателе – меньше 100. Электромобиль не нуждается в коробке передач. Вся конструкция подвески на базе электродвигателя занимает мало места, электродвигатели вообще могут располагаться в колесах. Освобождается полезное пространство для перевозки людей или грузов. Вместо 20 кнопок управления функциями теперь достаточно просто тачскрина или даже обычного смартфона. Органы управления – джойстик

Транспортные средства как продукт будут проектироваться таким образом, чтобы соответствовать принципам круговой экономики, которая придет на смену традиционным принципам производства и потребления. Сейчас процесс линейный: произвести, использовать, утилизировать. Такой подход генерирует катастрофически большое количество отходов. Суть круговой экономики в том, что продукт производится, используется, но не утилизируется, а перерабатывается и возвращается в экономику.

Заменой частного владения автомобилем также станут сервисы, предоставляющие в пользование транспортные средства по подписке. Недавно свой первый прототип представила американская компания Canoo. Их первый автомобиль – 6-местный городской минивен. Им можно управлять вручную либо в режиме автопилота. Оплата помесячная или погодовая. В нее входит сам автомобиль, страховка, техническая поддержка и зарядка автомобиля.

Весь сервисный и коммерческий транспорт, в том числе автомобили доставки, опустится на уровень ниже, буде т автономно перемещаться под землей. Предусматривается доступ к жилым домам через подземные паркинги. Таким образом, улицы будут полностью предоставлены сервисам перевозки пассажиров.

Значительная часть поставок также будет осуществляться по воздуху беспилотными дронами. Такие сервисы уже работают в США и используются компанией Amazon для доставки их товаров по воздуху. Для них будут выделены специальные воздушные каналы, не проходящие над жилыми кварталами.

Много стартапов сегодня работает над летающими автомобилями для перевозки пассажиров. В эту сферу сейчас пришли большие инвестиции. Самые перспективные разработки имеют конструкцию квадрокоптера размером с автомобиль. Квадрокоптеры обладают гораздо более высоким уровнем надежности и безопасности в отличие от классических вертолетов. Например, продукты компании Skai выглядят максимально близко к футурологическим проектам летающих такси.

У компании Audi есть интересный концепт модульного транспортного средства Pop Up Next. Суть его в том, что пассажиры сидят в специальной четырехместной кабине, которая может быть либо скомбинирована с колесной платформой, которая превращает ее в автомобиль, либо присоединена к модулю-дрону. При этом человек не покидает кабину, наслаждаясь поездкой сначала по земле, а потом по воздуху.

На пути массового внедрения воздушного городского транспорта несколько препятствий. Одно из них – дискомфорт жителей, связанный с безопасностью. Другая причина – шумовое загрязнение, производимое летающими аппаратами. И пока не придумано бесшумной альтернативы винтовому двигателю. Еще одной причиной, почему мы не увидим массового распространения летающих автомобилей, является человеческий фактор и низкий уровень ответственности водителей при управлении транспортными средствами.

Что касается наземного общественного транспорта, троллейбусы и трамваи в будущем полностью будут заменены электробусами. Помимо экологичности, у них есть одно большое преимущество – они могут двигаться по динамически меняющемуся маршруту. Он будет меняться в зависимости от загруженности дорог, времени суток и дня недели. Такой транспорт со временем станет полностью беспилотным, но тут идет речь об очень отдаленном будущем.

Беспилотник

Сегодня мы слышим много заявлений от разработчиков технологий беспилотного транспорта (БТ), что он будет абсолютно безопасным, решит проблемы трафика и повышенного риска смертности на дорогах, сделает мобильными людей с ограниченными физическими возможностями и уже будет доступен к 2022 году. Но, к сожалению, это все маркетинг и пиар.

Я бы хотел остановиться не на проблемах, которые беспилотный транспорт решит, а на тех, которые создаст. На пути внедрения этой технологии стоит много очень сложных технологических, этических и социальных вопросов. Нужна ли нам вообще эта технология? Оправдывает ли она те инвестиции, которые в нее вкладываются? Как сформировать доверие к технологии у пользователей? Как бороться с потенциальными актами вандализма против БТ? Как доверить свою жизнь и здоровье искусственному интеллекту (ИИ)? Что делать с кибербезопасностью и хакерами? Будет ли технология достаточно безопасной в плохую погоду? Кто будет ответственным, если БТ становится участником аварии? Как подготовить нынешних водителей к присутствию БТ на дорогах?

Несмотря на миллионы тестовых километров, которые накатали прототипы БТ, эта технология еще находится на очень, очень ранней стадии разработки. Реальное массовое внедрение коммерчески выгодного продукта произойдет не раньше чем через 20 лет. Повседневными ее пользователями станут наши дети. Соответственно критически важно сейчас заняться их образованием по этой теме, чтобы был заложен определенный уровень доверия между человеком и роботом, чтобы человек понимал, чего ожидать от машины с ИИ.

Разработками в области беспилотного транспорта занимаются в США, России, Китае; в них участвуют такие компании, как GM Cruise, Waymo, Ford Autonomous. Но все разработки ведутся за закрытыми дверями, в условиях строжайшей секретности. Не просматривается пока тенденция к тому, чтобы определить свод глобальных правил, задать этические рамки, создать своего рода открытую систему для разработчиков и потребителей.

Технология настолько комплексна, что кардинально трансформирует транспортную индустрию. Необходимы мультидисциплинарные исследования для решения огромного количества проблем, связанных с автоматизацией и беспилотным транспортом. Помимо инженеров, ученых и разработчиков, в процесс также должны быть включены социологи, философы, психологи, историки и другие специалисты. Очень важно участие и поддержка государства. Но самое важное – в процесс должны быть вовлечены сами пользователи. К примеру, если создается транспортное средство для групп людей с ограниченными физическими способностями, они обязательно должны быть частью процесса.

Пока беспилотный транспорт может применяться только в закрытых зонах – аэропорт, офисный комплекс, – где он не пересекается с пешеходами и трафиком, следует строго определенному маршруту, в поле его действия не происходит ничего непредвиденного. БТ сегодня – это своего рода горизонтальный лифт, садишься, «нажимаешь кнопку этажа», и он тебя везет на нужную остановку кратчайшим путем.

Технология беспилотного транспорта имеет широкий спектр возможностей для применения, о которых мало говорят. К примеру, индустрия грузоперевозок, включая перевозки по воде, суше и воздуху. Это может очень сильно продвинуть вперед индустрию. Высокие ставки сейчас – на беспилотные грузовики. Технология Platooning позволит нескольким грузовикам двигаться друг за другом, при этом водитель будет управлять только головной машиной.

Несмотря на все сложности, развитие идет в верном направлении. Меняется мышление, внедряются новые технологии, появляются новые профессии, важное отделяется от ненужного. В индустрии транспорта наконец-то происходят перемены, которым давно настало время произойти.